Технология IPS

Технология изготовления экрана IPS – это разновидность технологии использования жидких кристаллов для создания изображений. IPS (от английского In-Plan-Switching) расшифровывается как «внутриповерхностное переключение». Под воздействием электрического тока молекулы в жидких кристаллах меняют свою ориентацию. Это влияет на их способность пропускать и отражать свет. В настоящее время разнообразные ЖК-экраны и дисплеи широко распространены по всему миру.

Технология изготовления ips

История технологии

Жидкие кристаллы были открыты еще в 19-м веке австрийским ботаником Ф. Рейнитцером. Однако наука того времени этим не заинтересовалась. Большинство ученых тогда вообще отрицали само существование жидких кристаллов, признавая только три возможных состояния вещества (твердое, жидкое и газообразное). В России исследованиями жидких кристаллов успешно занимался известный физик В.К. Фредерикс (репрессирован советской властью в 1936 году).

В 1963 году американский изобретатель Д. Фергюсон обнаружил, что жидкие кристаллы могут изменять свой цвет под воздействием тепловых полей, в т.ч. невидимых человеческому глазу (инфракрасные, ультрафиолетовые и др.). Это свойство широко применяется сейчас для различных измерений, а также в диагностике приборов и в медицине. Тогда же в 1960-е годы в США и Великобритании начались серьезные исследования свойств жидких кристаллов, что привело к появлению монохромных, а позднее цветных LCD-дисплеев.

Свойства жидких кристаллов

В 1990-е годы появляются экраны, использующие активную TN-TFT матрицу (от английского Twisted nematic, разновидность жидких кристаллов). Такие устройства используют тонкопленочные транзисторы (Thin-film-transistor, TFT) для управления жидкими кристаллами и различные светофильтры. В отличие от пассивных в активных матрицах каждый пиксель автономен, т.е. управляется отдельно, что позволяет производить большие по размеру экраны и улучшить качество изображения.

Технология изготовления матрицы IPS LCD: что это такое?

Метод TN-TFT для производства ЖК-экранов был достаточно прогрессивным для своего времени, но имел ряд существенных недостатков:

  • проблема углов обзора. При попытке смотреть на такой экран сбоку обнаруживаются заметные искажения;
  • некорректная цветовая передача;
  • низкая контрастность.

Для исправления названных недостатков была создана технология IPS LCD, которая является модификацией TFT. Матрица IPS также является активной и использует тонкопленочные транзисторы, но молекулы жидких кристаллов располагаются не в виде спирали (как в TN-TFT), а параллельно и выравниваются в горизонтальном порядке. Благодаря этому углы обзора на экранах IPS составляют 178 градусов, т.е. они почти не дают видимых искажений. Кроме того, эта модификация позволила улучшить контрастность изображения и качество передачи цветов. Именно IPS-матрицы чаще всего применяются для производства современных экранов 4K, которые поддерживают разрешение около 4 тысяч пикселей по горизонтали (стандарт Ultra HD).

IPS-матрицы

Сейчас развитием технологии IPS активно занимается южно-корейская компания LG, производящая соответствующие телевизоры, дисплеи, планшетные компьютеры, смартфоны и другие электронные гаджеты. Данную модификацию ЖК-экранов также широко использует известная американская фирма Apple.

Современной альтернативой IPS является технология VA LCD, которая применяет вертикальное, а не горизонтальное выравнивание молекул жидких кристаллов. (Vertical Alignment). Преимущество этой последней технологии в максимально реалистичном отображении черного цвета и очень высокой контрастности, но она проигрывает IPS в углах обзора без искажений, которые при вертикальном выравнивании не превышают 160 градусов.

В настоящее время существует несколько разновидностей IPS технологии:

  • UA-SFT (от корпорации NEC);
  • IPS-Pro (Hitachi);
  • AH-IPS (LG);
  • PLS (Samsung).

Разновидности IPS технологий

Несмотря на незначительные отличия все эти разновидности представляют одну и ту же технологию. Особняком стоит модификация MVA/PVA (multi-domain/patterned vertical alignment), созданная японской фирмой Fujitsu и одновременно южно-корейской корпорацией Samsung. Это была попытка «скрестить» технологии горизонтального и вертикального выравнивания жидких кристаллов. Однако этот «гибрид» сохранил основные недостатки VA LCD (проблема углов обзора, искажение деталей изображения) при достаточно высоких издержках производства. Тем не менее, продолжаются исследования с целью создать экраны, сочетающие в себе достоинства разных типов ЖК-технологий при отсутствии свойственных им недостатков.

ЖК - технологии

Так как жидкие кристаллы не способны испускать свет сами по себе все LCD-экраны должны использовать подсветку. Исторически для этого применялись лампы накаливания, электролюминесцентные панели и газоразрядные светильники, но в настоящее время обычно применяются светодиоды, в частности органические. Это специальные полимеры, продуцирующие свет под воздействием электрического тока. Технологию IPS LED не следует путать с подлинными LED-экранами, в которых жидкие кристаллы отсутствуют.

Достоинства и недостатки IPS: резюме

Следует назвать следующие основные преимущества технологии IPS:

  • отличные углы обзора, почти полное отсутствие искажений;
  • естественные цвета;
  • долговечность экранов (пиксели редко выгорают, отсутствует прогрессирующее ухудшение изображения с течением времени);
  • хорошие показатели яркости и контрастности;
  • возможность использовать экраны на открытом воздухе в солнечную погоду;
  • умеренное потребление энергии.

С другой стороны, данная технология не лишена ряда недостатков:

  • дороговизна по сравнению с ЖК-экранами TN-TFT;
  • замедленное время отклика по сравнению с ЖК-экранами TN-TFT и OLED-экранами;
  • потребление большей энергии чем ЖК-экранами TN-TFT;
  • худшее отображения черного цвета и меньшая контрастность в сравнении с VA-матрицами и OLED-экранами;
  • некоторая инерционность изображения, заметная при просмотре видео в формате 3D.

Поделиться в соцсетях:

Похожие статьи:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.